川化合成氨工艺概述

概述

第一节产品叙述

合成氨是重要的基本化学产品，在国民经济中占有重要的地位。本装置经增产节能改造后日产液氨1200吨，并付产二氧化碳气体输往尿素装置制造颗粒状尿素产品和尿液。

（一）氨的用途

氨是碳素肥料的重要来源，液氨和氨水的很好的液体肥料。用氨还可以制造其他碳素肥料或复合混合肥料，如硫酸铵，硝酸铵，尿素，碳酸氢铵，氯化铵，磷酸铵或氮磷混合肥料以及氮，磷，钾混合肥料等。

在工业生产中，氨或氨的加工产品又是丙烯，合成纤维，塑料和医药的重要原料。另外石油炼制，橡胶工业以及冶金采矿，制矸和机械加工等工业部门中，氨及其加工产品也是不可缺少的。在食品工业中，氨是常用的冷冻剂。

由氨作为原料加工成的硝酸，是炸药工业中的基本原料，用硝酸做消化剂可以制得三硝基甲苯，三硝基苯酚，硝化甘油及其他各种炸药，硝酸铵既是很好的氮肥，又是安全的炸药，可用于开发矿山，农田改土，隧道修建等。

（二）氨的性质

1．氨在常温下是一种无色气体，具有强烈的刺鼻气味。由于氨有毒而且易爆，所以这种刺鼻特性很有用处，只要空气中含有50ppm氨，就很容易被察觉。

氨，毒性不象一般毒气具有累积的毒害作用，但能刺激人体器官的粘膜，对人体组织有很大的灼烧性，空气中含有%的氨就可能在几秒中内灼伤皮肤，浓度超过%将会损伤眼睛，氨的卫生允许浓度不大于30ppm。

氨在空气中的可爆界限是16~25%（体积），在氧气中是15~79%，氨的燃点是6500C

2．氨的物理性质

在温度0 0C 及压力为760 mm 水银柱时；

在气体比重（空气为1）

在液体比重（水为1）

沸点—

临界温度

临界压力气压

氨通常是通过压缩和冷冻后进行运输储存的，因液氨在一般温度下，有很高的蒸汽分压，氨在各种温度下的蒸汽压力和蒸发潜热如表（1）。

3．氨的化学性质

氨极易溶解于水，在00C时每升水可溶解1300升氨，可制成商品氨水，其含氨量在15~30%范围内，其比重随浓度的增加而降低，氨在水中的溶解度随温度的增加而减小，随压力的增加而增加，氨溶解于水中要放出热量。氨的溶液呈弱碱性，氨也可以溶于盐类水溶液和各种有机溶液，但都低于在水中的溶解度。

表（1）

4NH3+3O2 ————2N2+6H2O

4NH3+5O2————4NQ+6H2O

在高温下气态可分解成氢和氮：

2NH2————3H2+N2

在工业上，氨主要是和酸进行中和反应。三种主要化肥硝酸铵，硫酸铵和磷酸铵或磷酸氢铵都是由相应的酸和氨反应制成的

在化肥生产中另一个主要反应是氨和二氧化氮反应生成氨基甲酸铵，然后脱水生产尿素。

上述反应是本系统尿素装置的反应过程

纯净的气态或液态对大部分物质没有腐蚀性，但含有水分的氨或有氧存在的条件下，对铜，银，锌，等金属有严重的腐蚀作用。

（三）产品规格（国家标准）

川化股份公司第二化肥厂液氨规格相同。

指标名称指标

优等品一等品合格品氨含量 %（重量） %（重量） %（重量）

水分 %（重量）————

油含量 5ppm（重量）————压力 Mpa

温度 4~300C

第二节设计基础

（一）设计现场条件

（二）工艺设计数据

1．生产规模

合成氨1200吨/日，加工尿素吨/日（其中吨送造粒装置，580吨送三聚氰胺装置），

液氨不足，年操作日为320天，按300天满负荷计，年产液氨36万吨，加工成尿

素每年万吨，液体尿素送三聚氰胺装置万吨。

2，原料和水电气条件

A、天然气规格

B原水规格

Ca＋＋ PPm Mg＋＋ PPm Na＋ PPm Fe＋＋＋ PPm 总阳离子 PPm HCO3－ PPm CO3－ PPm SO4－ PPm

Cl－ PPm NO3－ PPm

总阴离子 PPm

SiO2 16 PPm

游离CO2 PPm

残氧（以O2计） PPm

总硬度 PPm

永久硬度 PPm

暂时硬度 PPm

M一硬度 PPm

浊度（以高磷土计） PPm

PH

压力 Mpa

温度 7—280C（最大）

C循环冷却水

压力进水/出水 Mpa / Mpa

温度进水/出水 320C（最高）/420C D精制水规格

PH 7—8

硬度（CaCO3） 0

铁（Fe＋＋＋） PPm（最大值）

Cu＋＋ PPm（最大值）

SiO2 PPm（最大值）

油无

电导度（250C）微姆欧/厘米

压力 Mpa

温度 400C

E过滤水

Ca＋＋ PPm

Mg＋＋ PPm

Na＋ PPm

Fe＋＋＋ PPm

SO4－ PPm

Cl－ PPm

NO3－ PPm

SiO2 16 PPm

氧（组分氧）（最大）

总硬度 mg/l

油—

温度 7—280C

压力 Mpa

F氮气规格

N2 %（体积）最小

H2 %（体积）最小

O2 % （体积）最小

NO 5PPm

压力 Mpa和 Mpa

温度 400C

G仪表空气规格

灰分无

油无

露点 -100C（在㎏/㎝2G）压力 Mpa

温度 400C

H蒸汽

高压过热蒸汽 Mpa 4820C

中压过热蒸汽 3680C

低压过热蒸汽 Mpa 2340C/1500C I副产CO2规格

性质气态

CO2 ≥%（干基）

惰性气体 %最大（干基）

总硫㎡

水分饱和

压力 Mpa

温度 400C

J空气

灰气无

油无

压力 Mpa和 Mpa